一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐镉的方法

：本发明涉及生物，特别是涉及一种利用羽扇豆醇促进镉胁迫下白桦愈伤组织和酵母生长的应用方法。

背景技术

0、
背景技术：

1、镉(cd)是生物体内的非必需元素，是一种剧毒重金属，主要通过土壤和水转移给植物、动物和人类。cd胁迫触发植物信号转导通路网络，破坏氧化还原稳态和水和矿物质营养的吸收，降低光合作用和呼吸能力，改变细胞代谢，最终导致生长抑制、发育迟缓甚至死亡。为了应对cd胁迫，植物进化出多种解毒机制，包括限制cd吸收、螯合、液泡储存和激活抗氧化防御系统。外源应用植物激素、信号分子和抗氧化物质可以缓解cd诱导的植物胁迫。

2、羽扇豆醇(lupeol)是一类来源于植物的五环三萜类化合物，是羽扇豆烷型三萜的前体物质。羽扇豆醇及其衍生物如桦木酸等具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗肿瘤、降血糖、促进皮肤愈合等生理活性，在医药领域受到广泛关注。羽扇豆醇的生物合成始于两个焦磷酸异戊烯基分子和一个焦磷酸二甲基烯基分子，法尼酰焦磷酸合成酶(fps)催化这一过程促进角鲨烯的形成，角鲨烯在鲨烯环氧酶(se)作用下转化为2,3-氧化鲨烯；随后，羽扇豆醇合酶(lus)催化2,3-氧化鲨烯发生环化反应生成羽扇豆醇。

3、白桦(betula platyphylla suk.)是桦木科桦木属落叶乔木，它是次生林的先锋树种，可在采伐后的荒山或火烧迹地上快速生长，主要分布于海拔400-4100米的山坡或森林中。白桦树皮富含羽扇豆醇、白桦脂醇和白桦脂酸等三萜类物质，其含量在白桦树皮中达25％左右。前期我们的研究发现，cd处理增加了白桦三萜的含量，增加的三萜是否具有缓解cd胁迫的作用还不清楚。因此，本发明致力于探索白桦三萜之一的羽扇豆醇在镉胁迫下的作用，该发明将为耐镉白桦育种或利用次生代谢物缓解镉等重金属胁迫提供理论和技术支撑。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、本发明提供一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐cd的方法，其主要内容：外源施加羽扇豆醇可以缓解cd胁迫对白桦愈伤组织生长的抑制作用，所述处理浓度分别为100μmol·l-1镉和3μmol·l-1羽扇豆醇，处理时间为20天。技术实施效果表现为：100μmol·l-1cd与3μm羽扇豆醇共同处理下的白桦愈伤组织鲜重是单独cd处理的2倍，很好的协调了镉胁迫和生长之间的不协调问题。

2、本发明提供一种利用羽扇豆醇提高白桦愈伤组织耐重金属cd的方法，其主要内容：获得了转lus基因的酵母工程菌，所述lus基因为白桦羽扇豆醇合酶基因；所述的酵母未转lus基因前不产生羽扇豆醇且不耐镉；所述镉浓度为10μmol·l-1。上述技术实施效果表现为：cd处理进一步增加酵母工程菌中羽扇豆醇的含量，比对照组增加了30％，同时cd处理的酵母工程菌在恢复培养后的生长菌斑大于未转化的酵母。实施效果进一步验证了白桦羽扇豆醇具有缓解cd胁迫的作用，拓展了次生代谢物的耐逆境应用范围，为白桦耐镉育种提供理论依据和技术支撑。

技术特征：

1.一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐镉的方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，白桦愈伤组接种于含100μmol·l-1镉与3μmol·l-1羽扇豆醇的b5培养基上培养。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述培养为光照培养20d。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述白桦愈伤组织来源于白桦无菌苗茎段。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述白桦无菌苗由白桦种子先用乙醇溶液浸泡，再用次氯酸钠溶液浸泡后，灭菌蒸馏水冲洗后获得。

6.根据权利要求1所述的方法，酵母耐镉工程菌的获得步骤包括

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的酵母为invsc1酿酒酵母。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述invsc1酿酒酵母自身不生物合成羽扇豆醇。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述酵母工程菌生物合成羽扇豆醇。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，酵母工程菌的镉处理浓度为10μmol·l-1。

技术总结
本发明公开了一种羽扇豆醇提高白桦愈伤组织和酵母耐镉的方法，它属于生物技术领域。本发明提供了羽扇豆醇促进镉处理下白桦愈伤组织生长的应用方法，所述处理浓度分别为100μmol·L‑1镉和3μmol·L‑1羽扇豆醇，处理时间为20天。获得了转LUS基因的酵母工程菌，所述LUS基因为白桦羽扇豆醇合酶基因；所述的酵母未转LUS基因前不能生物合成羽扇豆醇；所述的酵母工程菌生物合成羽扇豆醇；所述的酵母工程菌具有耐镉性，隔处理浓度为10μmol·L‑1。本发明协调了镉胁迫和生长不能同时兼顾问题，为白桦耐镉育种提供理论依据和技术支撑。

技术研发人员：范桂枝,刘慧敏,李晓霜,高瑞鑫,詹亚光,孙盼盼,刘焕,杜杰
受保护的技术使用者：东北林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15